Science
09/23/2016

Neues Material soll Effizienz von Solarzellen verdoppeln

Durch die Verwendung von organisch-anorganischen Hybridmaterialien mit Perowskitanteil könnte die Effizienz heutiger Photovoltaik weit übertroffen werden.

Dass Mineralien aus der Gruppe der Perowskite, die häufig in der Natur vorkommen, es erlauben günstige Photovoltaikzellen zu bauen, wenn sie statt Silizium eingesetzt werden, ist bekannt. Jetzt haben Wissenschaftler herausgefunden, dass bestimmte organisch-anorganische Hybridmaterialien auf Perowskitbasis auch deutlich höhere Effizienzen erlauben könnten. Bei Siliziumzellen, wie sie heute üblich sind, liegt die maximale theoretische Effizient bei ungefähr 33 Prozent. Werden stattdessen Perowskite verwendet, können deutlich höhere Werte erzielt werden. Das liegt daran, dass beim Ladungstransport in der Solarzelle deutlich weniger Energie verloren geht als bei Silizium, wie phys.orgberichtet.

Forscher der Columbia University haben herausgefunden, dass diese Verluste, die zwischen dem Teil der Zelle, in dem Elektronen angeregt und dem Teil in dem die Energie in Strom umgewandelt wird, auftreten, um mehr als drei Größenordnungen vermindert werden können. Diese Energie kann mit den Perowskitzellen genutzt werden.

"Wir reden hier über eine potenzielle Verdoppelung der Effizienz von Solarzellen", sagt Prakriti P. Joshi, einer der Autoren der Studie. Derzeit liegen die besten Effizienzwerte von Siliziumzellen bei etwa 25 Prozent. Perowskitzellen erreichen heute etwa 22 Prozent. Dazu kommt, dass Perowskite nicht so rein sein müssen, wie Siliziumzellen, bei denen schon kleinste Verunreinigungen die Stromerzeugung beeinträchtigen. Jetzt wollen die Forscher die Materialien weiter untersuchen, um der theoretisch machbaren Effizienz möglichst nahe zu kommen.